Nozioni di base sull'elettronica: cosa è necessario sapere sui trasformatori - manichini

Un trasformatore combina i due principi di base del magnetismo e dell'induttanza posizionando due bobine di filo in stretta vicinanza l'una con l'altra. Ecco i principi che il trasformatore sfrutta:

• Una corrente mutevole che passa attraverso un filo crea un campo magnetico in movimento attorno al filo.

• Una corrente mutevole verrà indotta in un filo esposto a un campo magnetico in movimento.

Quando una sorgente di CA è collegata a una delle bobine, quella bobina crea un campo magnetico che si espande e collassa di concerto con la tensione mutevole della corrente alternata. In altre parole, quando la tensione aumenta attraverso la bobina, la bobina crea un campo magnetico in espansione. Quando la tensione raggiunge il suo picco e inizia a diminuire, il campo magnetico creato attorno alla bobina inizia a collassare.

La seconda bobina si trova all'interno del campo magnetico creato dalla prima bobina. Quando il campo magnetico si espande, induce corrente nella seconda bobina. La tensione attraverso la seconda bobina aumenta finché il campo magnetico si espande. Quando il campo magnetico inizia a collassare, la tensione attraverso la seconda bobina inizia a diminuire.

Quindi, la corrente indotta nella seconda bobina riflette la corrente che passa attraverso la prima bobina. Una piccola quantità di energia viene persa nel processo, ma se il trasformatore è ben costruito, la forza della corrente indotta nella seconda bobina è molto vicina alla forza della corrente passata attraverso la prima bobina.

La prima bobina di un trasformatore, quella collegata alla tensione CA, è denominata bobina primaria . La seconda bobina, quella in cui viene indotta una tensione CA, viene chiamata bobina secondaria . Tutti i trasformatori hanno sia una bobina primaria che una secondaria.

Un trasformatore la cui bobina primaria ha più giri della sua bobina secondaria è chiamato trasformatore step-down perché riduce la tensione - cioè, la tensione sulla bobina secondaria è inferiore alla tensione sul primario bobina. Allo stesso modo, un trasformatore che ha più spire nel secondario che nel primario è chiamato trasformatore elevatore perché aumenta la tensione.

Sebbene la tensione aumenti in un trasformatore elevatore, la corrente viene ridotta proporzionalmente. Ad esempio, se la bobina primaria ha la metà di giri rispetto alla bobina secondaria, la tensione indotta nella bobina secondaria sarà il doppio della tensione applicata alla bobina primaria, ma la corrente che scorre attraverso la bobina secondaria sarà la metà della corrente che scorre attraverso la bobina primaria.

Analogamente, quando la tensione diminuisce in un trasformatore step-down, la corrente aumenta proporzionalmente. Pertanto, se la tensione viene dimezzata, la corrente raddoppia.

Ricordare la formula di base per il calcolo della potenza elettrica:

P = V I

In altre parole, la potenza equivale alla corrente di tensione. Un trasformatore trasferisce la potenza dalla bobina primaria alla bobina secondaria. Poiché la potenza deve rimanere uguale, se la tensione aumenta, la corrente deve diminuire. Allo stesso modo, se la tensione diminuisce, la corrente deve aumentare.

I trasformatori sono la ragione principale per cui utilizziamo corrente alternata anziché corrente continua in sistemi di distribuzione di energia di grandi dimensioni. Questo perché quando si inviano grandi quantità di energia su una lunga distanza, è molto più efficiente inviare energia sotto forma di alta tensione e bassa corrente.

I trasformatori funzionano solo con corrente alternata. Questo perché è il cambiamento del campo magnetico creato dalla bobina primaria che induce la tensione nella bobina secondaria. Per creare un campo magnetico variabile, la tensione applicata alla bobina primaria deve cambiare continuamente. Poiché la corrente continua è una tensione fissa fissa, crea un campo magnetico fisso che non indurrà la tensione nella bobina secondaria.